畢業(yè)設(shè)計(jì)-擠出機(jī)機(jī)頭設(shè)計(jì)(文件)
【正文】 （ 33） 成型段的平均速度為： ?vs(x) = 常量 = 錯(cuò)誤 !未找到引用源。熔體分配器一般位于擠出機(jī)機(jī)頭的殼體上或者位于模芯上。就是在熔融的物料流 經(jīng)處放置一個(gè)環(huán)型魚(yú)雷頭，這是因?yàn)檫@樣可以保證擠出機(jī)機(jī)頭的兩側(cè)流徑長(zhǎng)度從出口到入口都相等。 圖 310料流截面 Fig310 Material flow cross section 直角擠出機(jī)機(jī)頭中的高壓降比寬平縫機(jī)頭更容易處理，且其結(jié)成的內(nèi)壓處理起來(lái)也比較簡(jiǎn)單。錐形分配器不但壓力損失較低，而且更節(jié)省空間。 可以根據(jù)分配流道中為常量的剪切速率來(lái)求得分配器流道距離與半徑之間的函數(shù)關(guān)系： 130( ) ( )RR?? ?? （ 38） 有關(guān)成型區(qū)長(zhǎng)度的變化，關(guān)系式如下： 122 3433 m a x m in 030 34m a x m in 0si n 4( ) ( ) si n 4h r Ryy h r R? ? ??? ? ? ? ?? ? （ 39） 代 入數(shù)據(jù)得 y（ξ） =452mm 在熔體分配器中，平均滯留時(shí)間為： ? 331 22m in 0 m in2m in m a x 0( s i n )( 2 ) 3 s i nv r y rt r h V?? ?? ??? （ 310） 將 r=10， y=210 代入得 t= 10s 壓力在熔體分配器中的損失為： 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 33220 m in 0 m in332m a x m a x8 [ ( sin ) ]sintotalV s r y rphr???????? （ 311） 將 v=， r=10 代入，得Δ p= 28MPa 圖 311分配器橫截面 Fig311 Distributor cross section 計(jì)算粘滯力在流道內(nèi)壁的大小 ： 流道內(nèi)壁受到剪應(yīng)力τ w，此處按照管流來(lái)進(jìn)行計(jì)算，查表得到： 111122w w ipp RRLL?? ??? ? ? （ 312） 由 zwFA?? ( 112A RL?? ) 得 , 21 1 1ztF p R??? 對(duì)此， Δ p ≈ 0→ FZI ≈ 0 當(dāng)收到大小為 pi內(nèi)壓時(shí)的張開(kāi) 可以求出張開(kāi)量在內(nèi)壓作用下的大小 fi，經(jīng)驗(yàn)公式為： 221111 221[ ( ) ]aaRRpRf E R R ????? （ 313） 將 Ra=10， R1=6， p=28 代入得 f1=12 XJ150 擠出機(jī)機(jī)頭的設(shè)計(jì) 18 式中，μ是指泊松數(shù)，對(duì)于鋼來(lái)講，μ ≈ （泊松比 m = 1 /μ），最大應(yīng)力處在流道上，也就是在內(nèi)壁上，按照 c 周向 r徑向的二向來(lái)計(jì)算應(yīng)力狀態(tài)，得出以下方程： 11crc fER? ??? ??? （ 314） 所以ε = 104 查閱文獻(xiàn)得 [10]： 221m ax 1221ac aRR pRR? ?? ? （ 315） σ r min = pi=28MPa 進(jìn)行設(shè)計(jì)算時(shí)，最好使 fi小于 。 若流道高度 Hv相比與 Riv較大，可以用以下公式計(jì)算 22vvw w vvppHHLL?????? （ 316） 因?yàn)?1()v av v vA R R L???，所以 Fzva和 Fzvi之間的關(guān)系為： 11()2vvz v a z v w v v a v vpHF F A R R?? ?? ? ? ? （ 317） 當(dāng)然，若環(huán)縫半徑 比 Hv小得多，則需要用如下公式進(jìn)行計(jì)算： 21()12 2 l na a aR p R RKL r rK? ? ??? （ 318） 上式中， k = Ri / Ra,分別令 r=Ra 和 Ri，分別可以求出τ wv=6MPa 和τ wv18MPa，進(jìn)而可以求得 Fzva和 Fzvi 需要注意，模芯還受到徑向的壓力，周向壓力、軸向壓力和徑向壓力共同作用。要求得總的壓力，只需本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 求出各部分的壓力最后進(jìn)行相加即可。已知擠出機(jī)機(jī)頭入口處壓力為 40MPa,芯線的牽引速度為 —— 3m/min，將數(shù)據(jù)帶入以上的方程組，經(jīng)過(guò)合 理計(jì)算，最終確定分配器的各個(gè)尺寸為：前端直徑為 126mm，錐度為 15度，第二部分直徑為 170mm，進(jìn)料口寬度為 50mm，后端內(nèi)徑為 187mm。 在進(jìn)行尺寸設(shè)計(jì)時(shí)，還需要注意以下問(wèn)題： 在進(jìn)行螺栓受力 分析計(jì)算時(shí)要考慮到不同的方向，擠出機(jī)機(jī)頭內(nèi)部的作用力最終要全部被螺栓所吸收。即 F2=F+F1 已知螺栓的殘余預(yù)緊力大小為： 01 (1 )bmb m b mCCF F F FC C C C? ? ? ??? （ 325） 所以螺栓總拉力為 F2=Δ F+F0 （ 326） 所以軸向載荷的拉伸強(qiáng)度條件是： 21 []4caFd????? （ 327） 螺紋連接件所允許的許用拉應(yīng)力的計(jì)算公式為： []sS?? ? =320/4=80MPa 最終求得σ ca=52MPa＜ 80MPa，所以選用的螺栓符合要求。 通過(guò)三個(gè)月的努力，終于完成了 XJ150 擠出機(jī)機(jī)頭的設(shè)計(jì)。此外，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)于繪圖軟件的使用也更加熟練。 。主要是缺少實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)于專業(yè)知識(shí)的協(xié)調(diào)整合運(yùn)用能力。整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程不但讓我對(duì)自己所學(xué)的專業(yè)有了更深入的了解，也讓我對(duì)大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)知 識(shí)有了更全面的總結(jié)，尤其是對(duì)于擠出機(jī)機(jī)頭的工作原理和設(shè)計(jì)方法有了更深刻的認(rèn)識(shí)。本文對(duì)機(jī)頭中的模芯和模套以及模芯座的尺寸進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算，對(duì)分配器的尺寸進(jìn)行合理的選擇，對(duì)所選用的螺栓進(jìn)行了校核。一般情況下是不存在機(jī)頭各個(gè)部分溫差較大的情況的，若出現(xiàn)這種情況，就一定要對(duì)擠出機(jī)機(jī)頭的相關(guān)部分進(jìn)行熱應(yīng)力的檢查。 圖 312調(diào)整螺母 Fig312 Adjusting nut 校核 進(jìn)行相關(guān)計(jì)算校核時(shí)，可以采用當(dāng)量應(yīng)力的方式進(jìn)行處理。不妨設(shè)起點(diǎn)和終點(diǎn)的壓力分別為 pE和 pA，可以得出： 2 2 3 3()2( ) ( )3 EAp E A E A EAEppF p R R R RRR?? ?? ? ? ?? （ 320） 上式中， RE和 RA分別代表起點(diǎn)處的半徑和終點(diǎn)處的半徑，代入得 FP=30kN 當(dāng)熔融的物料流徑機(jī)頭時(shí)，流道內(nèi)壁和模芯上
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